intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Tự động xác định không gian an toàn cho người đi bộ trên mặt bằng công trình thi công sử dụng BIM – 4D

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST
Báo xấu
40
lượt xem 3
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung bài viết nghiên cứu các kiến thức về tổ chức không gian trên mặt bằng tầng, các yêu cầu về an toàn trong tiêu chuẩn và phương pháp hiệu quả trong thực tiễn. Kết quả nghiên cứu cho phép người quản lý công trường nhanh chóng xác định được không gian an toàn có thể sử dụng làm đường đi cho người đi bộ trên mặt bằng công trình. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tự động xác định không gian an toàn cho người đi bộ trên mặt bằng công trình thi công sử dụng BIM – 4D

  1. Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2020. 14 (5V): 144–155 TỰ ĐỘNG XÁC ĐỊNH KHÔNG GIAN AN TOÀN CHO NGƯỜI ĐI BỘ TRÊN MẶT BẰNG CÔNG TRÌNH THI CÔNG SỬ DỤNG BIM – 4D Lê Thị Phương Loana,∗, Trần Quang Dũnga , Nguyễn Văn Hảib a Khoa Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp, Trường Đại học Xây dựng, số 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam b Khoa Công nghệ Thông Tin, Trường Đại học Xây dựng, số 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 24/10/2020, Sửa xong 02/11/2020, Chấp nhận đăng 04/11/2020 Tóm tắt Trên các công trường xây dựng, để đảm bảo an toàn cho người đi bộ xuyên qua mặt bằng đang thi công, người quản lý cần xác đường đi tạm thời phù hợp với tiến độ. Nhằm hỗ trợ cho người quản lý tổ chức đường đi trên mặt bằng, chúng tôi đã phát triển một chương trình mang tên Safepath2020. Từ dữ liệu đầu vào là file IFC chứa thông tin mô hình 4D của công trình, chương trình tự động xác định các không gian mà người lao động không nên đi vào, các không gian còn lại chính là không gian an toàn tạm thời có thể sử dụng làm đường đi. Trước khi xây dựng chương trình, chúng tôi đã nghiên cứu các kiến thức về tổ chức không gian trên mặt bằng tầng, các yêu cầu về an toàn trong tiêu chuẩn và phương pháp hiệu quả trong thực tiễn. Kết quả nghiên cứu cho phép người quản lý công trường nhanh chóng xác định được không gian an toàn có thể sử dụng làm đường đi cho người đi bộ trên mặt bằng công trình. Từ khoá: tổ chức lối đi trên mặt bằng tầng; đường đi cho công nhân; không gian làm việc; mô hình BIM – 4D; sử dụng file .*IFC. AUTOMATICALLY DETERMINING SAFE SPACES FOR PEDESTRIANS ON FLOOR UNDER CON- STRUCTION USING BIM-4D Abstract On the construction sites, to ensure the safety of pedestrians moving through the floor under construction, managers need to define temporary paths in accordance with the project plan. In order to help managers plan floor-level paths, we developed Safepath2020. From input data which is an .*IFC file of 4D BIM project, the program determines automatically the work spaces that workers shouldn’t go through; the rest of spaces on the floor are the safety spaces that can be used as workers’ path. Before building the program, we study knowledge about floor-level layout planning, safety requirements and an effective practice method. The research result enables managers to rapidly determine the safe spaces that can be used as workers’ path on the floor. Keywords: floor-level path planning; labourer’s path; work space; 4D - BIM model; IFC-based. https://doi.org/10.31814/stce.nuce2020-14(5V)-12 © 2020 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) 1. Giới thiệu Trọng tâm của công trường xây dựng chính là mặt bằng đang thi công của công trình. Trên một mặt bằng (có thể là tầng 1, 2, 3...), nhiều hoạt động xây dựng cùng được tiến hành song song, nhiều tổ đội công nhân cùng làm việc. Do đó, các công nhân khi muốn đi từ một điểm nào đó trên mặt bằng tới ∗ Tác giả đại diện. Địa chỉ e-mail: loanltp@nuce.edu.vn (Loan, N. T. P.) 144
  2. Loan, N. T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng vị trí công tác của mình phải đi qua khu vực thi công của nhiều tổ đội khác. Điều này tiềm ẩn nhiều nguy cơ gây tai nạn cho công nhân di chuyển qua các khu vực này như: trượt, vấp ngã do dụng cụ, thiết bị trên mặt sàn; bị vật tư đổ vào người, ... Theo báo cáo của HSE [1], trượt và vấp ngã là nguyên nhân hàng đầu được thống kê trong các báo cáo về tai nạn, thương tích trong ngành xây dựng ở Anh. Đây là nguyên nhân của hàng nghìn tai nạn trên các công trường ở Anh mỗi năm, khoảng 1000 người trong số đó bị nứt xương hoặc trật khớp. Những tai nạn đơn giản như vậy buộc công nhân xây dựng phải nghỉ việc dài ngày hoặc thậm chí rời khỏi ngành. Vị trí trượt, vấp ngã có thể là ở nơi làm việc hoặc ở trên chính đường di chuyển của công nhân do bị vướng bởi vật liệu, máy móc, đường dây. Như vậy việc tổ chức đường đi cho công nhân không hợp lý, thiếu ngăn nắp có thể gây nên những hậu quả lớn. Mặc dù việc tổ chức đường đi cho công nhân là điều quan trọng trong phòng tránh tai nạn, có rất ít nghiên cứu về vấn đề này. Quản lý an toàn trên công trường hiện nay vẫn chủ yếu tập trung vào không gian làm việc [2, 3]. Điều này có thể do việc xác định mối nguy khi nghiên cứu tình huống công nhân đang làm việc thực tế là dễ dàng hơn so với khi họ di chuyển. Mặt khác, việc xác định đường đi tạm thời cho công nhân trên mặt bằng thi công gặp nhiều khó khăn do sự thay đổi liên tục của công trường [4]. Bài toán xác định đường đi cho công nhân thường được giải quyết như một phần của bài toán tổ chức không gian trên mặt bằng. Mục tiêu bài toán là sắp xếp tất cả các yếu tố của sản xuất xây dựng trên mặt bằng, bao gồm: công nhân, máy móc cố định, thiết bị tạm thời, vật tư, đường đi phù hợp với tiến độ thi công và giảm thiểu xung đột giữa chúng [5]. Việc tổ chức không gian trên mặt bằng công trường là một nhiệm vụ hết sức khó khăn và là việc thường được quyết định dựa trên trực giác của người lập kế hoạch thi công [6]. Tuy vậy, rất nhiều nỗ lực nghiên cứu đã được đưa ra nhằm mục đích giải bài toán này một cách khách quan hơn [2, 7–11]. Khi tổ chức đường đi, các nghiên cứu trước đây đều chưa đề cập đến vấn đề an toàn. Nghiên cứu của Guo năm 2002 [5] xác định đường đi bằng cách trước tiên tổ chức các không gian đang thi công, không gian vật tư; sau đó kiểm tra độ rộng đảm bảo (1 m) ở không gian xung quanh các khu vực này; cuối cùng gán cho các không gian này là không gian đi lại cho mọi mục đích. Nghiên cứu này mới dừng ở việc sử dụng mô hình 2D của công trình lập bởi Cad và tiến độ lập bởi Microsoft Project. Trong nghiên cứu của Choi năm 2014 [8], đường đi trên công trường được xác định từ thuật toán lập trình rô-bốt tìm đường trong mê cung – thuật toán bám theo tường (the wall follower algorithm) [12]. Thuật toán bám theo tường tìm đường đi có sẵn bằng các bước sau: (1) nó tạo ra một đường thẳng từ điểm bắt đầu đến điểm đích; (2) khi đường đi gặp chướng ngại vật, đường sẽ di chuyển dọc theo bề mặt của chướng ngại vật cho đến khi gặp đường thẳng được xác định trước một lần nữa. Nghiên cứu của Kim năm 2016 [13] xác định đường đi của công nhân trên công trường theo thuật toán tìm đường ngắn nhất Dijkstra kết hợp lý thuyết đồ thị khả năng hiển thị. Các nghiên cứu gần đây [8, 13] sử dụng thông tin từ mô hình 4D BIM. Hạn chế của các nghiên cứu trước đây là: thứ nhất, đường đi bám sát vào các vật cản, không xét đến các yếu tố an toàn; thứ hai, các lối đi không được quy hoạch thu gọn mà phát triển trên bất cứ không gian nào còn lại trừ không gian thi công xung quanh cấu kiện. Do đó, một nghiên cứu mới cần được triển khai để tìm ra phương thức tự động vẽ đường đi tạm thời cho công nhân trên mặt bằng đang thi công đảm bảo yếu tố an toàn. Để đạt được mục đích này, nhóm nghiên cứu đề ra một phương pháp xác định đường đi tạm thời đảm bảo an toàn và mang tính khả thi xuất phát từ các cơ sở lý luận và thực tiễn. Phương pháp này được mô phỏng lại bằng một chương trình viết trên nền WPF của Visual Studio. Thông tin đầu vào là file IFC của mô hình 4D-BIM và thông tin đầu ra là các không gian cho phép triển khai đường đi tạm thời. Đường đi này thay đổi phụ thuộc vào cấu tạo mặt bằng tầng và tiến 145
  3. Loan, N. T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng độ thi công. Phần mềm được kiểm tra tính đúng đắn với mô hình 4D-BIM của một công trình thực tế. Kết quả nghiên cứu cho phép người thiết kế biện pháp thi công, quản lý công trường ứng dụng để vạch tuyến đường đi tạm thời hợp lý trên mặt bằng công trình. 2. Cơ sở lý luận và thực tiễn đề xuất phương pháp xác định đường đi tạm thời 2.1. Phân loại các không gian trên mặt bằng công trình Về cơ bản, không gian trên mặt bằng có thể phân chia theo hai kiểu: theo tính năng và theo khả năng di chuyển [8]. Việc phân chia theo tính năng hay được sử dụng hơn do nó giúp xác định dễ dàng phạm vi yêu cầu của không gian. Nghiên cứu của Riley và Sanvido [9] phân loại không gian trên mặt bằng tầng thành 13 kiểu. Dựa theo nghiên cứu này, tác giả bài báo [8] đã phân loại không gian mặt bằng thi công thành 6 loại thuộc 2 nhóm lớn. Nhóm không gian trực tiếp gồm có: (1) không gian cấu kiện (2) khôngTạpgian thihọc chí Khoa công, Công (3) nghệkhông gian Xây dựng, vật NUCE tư. Nhóm 2020 không p-ISSN giane-ISSN 2615-9058; phụ 2734-9489 thuộc (không gian mà sự tồn tại của chúng phụ thuộc vào nhóm không gian trực tiếp) gồm có: (1) không gian máy móc cố định, (2) không gian đi lại và (3) không gian không sử dụng, không gian để bảo vệ cho các công trình đã 109 không gian để bảo vệ cho các công trình đã hoàn thành hoặc đảm bảo khoảng cách an hoàn thành 110 hoặc đảm bảo khoảng cách an toàn trong một số công việc đặc biệt. toàn trong một số công việc đặc biệt. Không gian trên mặt bằng Không gian Không gian trực tiếp phụ thuộc Không gian Không gian Không gian Không gian Không gian Không gian đi máy móc cố không sử cấu kiện thi công vật tư lại định dụng 111 112 Hình 1. Phân loại các không gian trên mặt bằng [8] Hình 1. Phân loại các không gian trên mặt bằng [8] 113 Bảng 1 tóm tắt định nghĩa, vị trí, cách xác định kích thước, thời điểm xuất hiện 114 Bảng 1 và tómkếttắt thúc của nghĩa, định 6 loại không vị trí,gian trên.xác định kích thước, thời điểm xuất hiện và cách kết thúc của 6 loại không Bảng 1. Định nghĩa và các đặc điểm của không gian trên mặt bằng [8] 115 gian trên. Loại không gian Định nghĩa Vị trí, cách xác định Thời điểm xuất 2.2. Yêu cầu của các tiêu chuẩn, hướng dẫn kỹ thuật kích trênthước thế giới hiện và kết thúc Theo điều 17, phần 4 “Pháp Không Khônglệnhgian vềdoThiết một kếVị và trí quản và kích lý thước xây dựng- Xuất CDM hiện 2015” khi của nước Anh [14], công trường xâygiandựng phảithành phần của của không gian phụ công việc gắn liền và tiếp cận một được tổ chức sao cho công nhân có thể di chuyển cách an toàn từ bất cứcấuvị trí làm côngviệc nàochiếm: trình tới cácthuộc điểmvào được phép vị trí, kíchtrên vớicông cấu trường kiện bắthay ngược lại (từ các điểm được phép trênkiện côngvách, trườngcột, tới vị cầu thước trí làm cấu Điều việc). kiện 25 theo“Pháp đầu vàlệnhsuốt về toàn an toàn và sức khỏe lao động trong xây dựng - 29.CFR thang. 1926” của Hoa thiết Kỳ kế. [15] yêu cầubộ dự lối các án. đi trên công trường xây dựng phải đảm bảo khôngKhôngcó vậtKhuliệu, vực ráccần thải thiếtxây Vị dựng trí vàchặn kích đường. thước Xuất hiện khi “Tiêu chuẩn thựcgianhànhthi cho một tổ đội phụ thuộc vào cấumục công tác xây dựng” của Australia [16] công7.1 cũng việc bắt khẳng đầu định sắp xếp Không gian trực tiế không gian gọn gàng,cônghợp lý làcùng biện pháp với cơcác bảnkiện đảmđược bảothi công và không gianvàlàmbiếnviệcmất an khi toàn, trong đó phải kể đến: lối vào, ra, đi qua khu phương vực làm tiện của phải việc họ phương được giữpháp sạch vàthikhôngcông bị việccản kếttrở thúc. bởi vật liệu và rác p thải xây dựng. Không gian làmthực việchiệnphảimộtđược công xác công. định rõ, tách biệt để đảm bảo công việc được thực hiện một cách an toàn. Cần lập việckếchuyên hoạchbiệt.quản lý không gian để chuẩn bị trước các khu vực nào sử dụng cho mục đích gì:Không nhận vật Khuliệu, vựctrữ để vật liệu,Kích dự trữ lối vào, thướcra, phụtrữ rác thải. thuộc Xuất hiện khi gian vật vật tư cho mỗi vào các thông số hình công việc bắt đầu tư công việc trong học của vật liệu, khối và biến mất khi công trình. 146 công tác được công việc kết thúc. lượng thực hiện. Vị trí phụ thuộc vào kế hoạch phân phối vật liệu.
  4. Loan, N. T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Bảng 1. Định nghĩa và các đặc điểm của không gian trên mặt bằng [8] Loại không gian Định nghĩa Vị trí, cách xác định kích thước Thời điểm xuất hiện và kết thúc Không gian Không gian do một thành phần Vị trí và kích thước của không Xuất hiện khi công việc gắn liền cấu kiện của công trình chiếm: vách, cột, gian phụ thuộc vào vị trí, kích với cấu kiện bắt đầu và suốt cầu thang. thước cấu kiện theo thiết kế. toàn bộ dự án. Không gian trực tiếp Không gian Khu vực cần thiết cho một tổ Vị trí và kích thước phụ thuộc Xuất hiện khi công việc bắt đầu thi công đội cùng với các phương tiện vào cấu kiện được thi công và và biến mất khi công việc kết của họ thực hiện một công việc phương pháp thi công. thúc. chuyên biệt. Không gian Khu vực để dự trữ vật tư cho Kích thước phụ thuộc vào các Xuất hiện khi công việc bắt đầu vật tư mỗi công việc trong công trình. thông số hình học của vật liệu, và biến mất khi công việc kết khối lượng công tác được thực thúc. hiện. Vị trí phụ thuộc vào kế hoạch phân phối vật liệu. Không gian Khu vực đặt để các thiết bị cố Theo tổng mặt bằng công trình. Xuất hiện trước khi bắt đầu các máy móc cố định cho cả công trình, ví dụ công việc liên quan và biến mất Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2020 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 định cần trục, vận thăng. khi các công việc liên quan kết thúc. Không gian phụ thuộc Không gian Khu vực sử dụng để lưu thông Phương pháp thi công và đặc Tồn tại trong suốt quá trình tồn đi lại tại mọinhân 134 thờilựcđiểm. Trường hoặc vật liệu hợp cầntrưng thiết phải hình học xác định của vật liệu rõ ràngtạicác định tuyến của các côngđường việc liênvào và quan. 135 ra, ranh giới của tuyến đường phải nghĩađược khôngđánh dấuthiểu gian tối bằngđể một đường vĩnh viễn màu lưu thông. 136 trắng, vàng hoặc khác màu tương phản rộng tối thiểu 50 mm hoặc bằng các vạch phát Không gian Không gian để bảo vệ cho các Các mối nguy phụ thuộc theo Tồn tại cùng với sự tồn tại của 137 sáng. Yêu cầu này được minh họa qua hình 2. không sử công trình đã hoàn thành hoặc phương pháp thi công, yêu cầu phần công trình đã hoàn thành dụng 138 Như đảm bảovậy để đảm khoảng bảotoàn cách an sự gọn về bảogàng, vệ cấuan kiệntoàn củaxác cho phép lối đicầntạm bảo thời đi công vệ hoặc thì cách tốt việc cần trong một số công việc đặc biệt. định kích thước và vị trí không cách ly đảm bảo an toàn. 139 nhất là ngăn cách chúng khỏi cácgian. khu vực làm việc, đánh dấu rõ ràng, đồng thời đảm 140 bảo độ rộng tối thiểu. “Tiêu 2.3. 141 chuẩn Phương quản lý thức tổ chức không gian đường và phươngđi trên tiện142 mặt của làm việc” bằng trong thực Australia [18]tếquy định về cách tổ chức không gian làm việc (kể cả các không gian 143 Tại Việt Nam, khái niệm về tổ di động, tạm thời), các lối đi trong khu vực làm phải chức việc144 rộng ítđường nhất đi 600cho mm người đi bộ có và không trênvậtmặt tại mọibằng cản145 thời công điểm.trình Trườngchưahợp thực cầnsự phổphải thiết biến. định rõNhiều xác146 ràng công trường các tuyến của vào đường ViệtvàNam không ra, ranh giới147 có lối của tuyến đi riêng đường cho người phải được đánh dấuđi bộ. bằng Các mộtvăn đường 148 vĩnh viễn màu trắng, vàng hoặc bản pháp luật, tiêu chuẩn cũng chưa khác màu tương 149 phản rộng tối hướng dẫnthiểu cụ thể50 về mmcách hoặcthức bằngtổcác Hình2.2.Lối chức Hình Lốiđi đi chocho người người đi bộđitrên bộcông trên trường công vạch phát sáng. Yêu cầu này được minh họa qua 150 đường đi cho người đi bộ trên mặt bằng trường của một công ty xây dựng [18] của một công ty xây dựng [17] Hình 2. 151 Như vậycông để trình. đảm bảo sự gọn gàng, an toàn của lối đi tạm thời đi thì cách tốt nhất là ngăn cách 152khỏi các khu chúng Tại vực Hànlàm Quốc, việc,trên đánhcácdấucông trường rõ ràng, xây đồng dựng thời đảmlớn, bảo thiếu diện độ rộng tối tích kho bãi, các thiểu. 153 mặt bằng tầng được tổ chức rất khoa học, chặt chẽ, các không gian làm việc, không 2.3.154 Phươnggianthức vậttổtưchức đượcđường đi trêncụ quy hoạch mặtthểbằng trêntrong thực tế mặt bằng và các lối đi cho người đi bộ (rộng từ 155 50Nam, Tại Việt cm –khái100niệm cm) vềđược chỉ thị tổ chức đườngrõ trên mặt đi cho bằngđi bằng người cácmặt bộ trên đường bằng vạch màu cam công trình chưa giới thực hạnNhiều 156 biến. sự phổ hai bêncôngmép đường trường của(hình Việt3).NamCáckhông vạch có màu lốicam này làm đi riêng cho từ các dải người nhựa đi bộ. Cácmàu/ văn sơn bản 157 màu, vị trí của chúng thay đổi theo sự thay đổi của vị trí các không gian thi công và 158 không gian vật tư. 147
  5. 152 152 Tại Hàn Tại Hàn Quốc, Quốc, trên trêncác cáccôngcôngtrườngtrườngxây xâydựng dựnglớn,lớn,thiếuthiếudiện diệntích tíchkho khobãi,bãi,các các 153 153 mặt bằng mặt bằng tầngtầng được được tổtổchức chứcrất rấtkhoa khoahọc, học,chặt chặtchẽ, chẽ,các cáckhông khônggian gianlàmlàmviệc, việc,không không 154 154 gian vật gian vật tưtưđược đượcquyquyhoạch hoạchcụ cụthểthểtrên trênmặtmặtbằngbằngvàvàcác cáclốilốiđiđichochongười ngườiđiđibộbộ(rộng (rộngtừtừ 155 155 50 cm 50 cm –– 100100 cm)cm) được đượcchỉchỉthị thịrõrõtrên trênmặt mặtbằng bằngbằng bằngcác cácđường đườngvạchvạchmàumàucam camgiới giới Loan, N. T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng 156 156 hạn hai hạn hai bên bênmép mépđường đường(hình (hình3). 3).Các Cácvạch vạchmàumàucamcamnàynàylàm làmtừtừcác cácdải dảinhựa nhựamàu/ màu/sơn sơn 157 157 pháp luật, màu, vị màu, tiêu vị trí chuẩn trí của cũng của chúng chưa chúngthay hướng thayđổiđổitheo dẫn theosự cụ thể sựthay về thayđổi cách đổicủa thức tổ chức củavịvịtrítrícác đường cáckhông đi cho khônggian người côngvàtrên đi gianthithicông bộ và mặt bằng công trình. 158 158 không gian không gianvật vậttư. tư. Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2020 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 160 bằng 2 vạch màu sáng song song) tại một công trường thi công nhà cao tầng tại 161 Seoul (ảnh tư liệu từ chuyến đi thực tập của tác giả tại công ty xây dựng SK -Hàn 162 (a) Đường đi xuyên qua không gian chứa ván khuôn Quốc năm 2016). (b) Đường đi trong không gian thi công cốt thép cột a) Đường đi xuyên qua không gian chứa a) Đường đi xuyên qua không gian chứa b) Đường đi trong không gian b) Đường đi trong không gian Vị trí ván của các khuôn đường đi này được xác định bằng phương thithi côngphápcốt như sau: 1) Mặt bằngcốt thép cột 163 ván khuôn công thép cột Hình 3. Đường đi tạm thời cho người đi bộ trên mặt bằng công trình (được thể hiện 2 vạch màu sáng song 164côngbằng song) tại một trường công trình nhà thi công được caochia tầngthành các (ảnh tại Seoul phântưkhu liệu thi công, công từ chuyến đi thựctáctậpthicủacông được tác giả tổ tại công 159 159 Hình Hình1653. Đường 3. Đường chức theođi tạm đi tạm thời phươngthời cho cho pháp ty xây người người thi dựng đi SK - đi công bộ trên dâybộQuốc Hàn mặt trênnăm chuyền mặt bằng [19]. bằng 2016) công 2) Một công trình phântrình (được khu thi(được thể côngthể hiện sau hiện đó 166 được chia làm các “khu vực làm việc Tại Hàn167Quốc,nhỏ”.trênMỗicác mộtcông“khu trườngvựcxây làmdựng việc nhỏ” Mặt bằng công trình Tiến độ thi công lớn, thiếu 168diện tích kho bãi, các mặt bao gồm một nhóm các cấu kiện đang bằng tầng66 thi chia theo phân khu tương ứng thi công được tổ chức169 rấtcông, khoa khu học,vực chặtdự chẽ,trữcác vậtkhông tư chung, gian làm việc, 170 không khônggian gianvật tư đượccủa di chuyển quycônghoạch nhân từ cụ thể trên171mặt bằng và các lối đi cho khu vực vật tư tới cấu kiện, không người đi bộ gian (rộng từ 50172 cm –các 100 cm) Dự kiến các khu vực thi công nhỏ cho thiết được bị chỉ nhưthị giànrõ trêngiáo,mặt ván từng phân khu bằng bằng173 các đường vạch màu cam giới hạn hai khuôn…3) Không gian còn lại trong các bên mép đường (Hình 3). Các vạch màu cam này 174 phân khu thi công ngoại trừ các khu vực làm từ các dải nhựa màu/ sơn màu, vị trí của chúng Xác định các không gian cấu kiện, 175 làm việc nhỏ sẽ được đánh dấu là đường không gian thi công, không gian vật tư, thay đổi theo sự thay đổi của vị trí các không gian không gian không sử dụng của từng khu 176 đi tạm thời. Đường đi tạm thời này phục thi công và không gian vật tư. vực thi công nhỏ 177 vụ cho các mục đích: công nhân, giám Vị trí của các đường đi này được xác định bằng 178 sát di chuyển từ lối lên tầng tới từng phương pháp như sau: 1) Mặt bằng công trình Xác định toàn bộ không gian của một 179 “khu được chia thành các phân vực khu làm thi việccông, nhỏ”,công từ “khu tác vực khu vực thi công nhỏ 180 tổlàm thi công được chứcviệc theo nhỏ” này tớipháp phương “khuthi vực làm việc công dây chuyền181 [19].nhỏ” 2) Một khác, phâncông khunhân đẩy xesau thi công cútđókít chở Xác định các không gian còn lại trong 182 rác thải từ từng được chia làm các “khu vực làm việc nhỏ”. Mỗi “khu vực làm việc nhỏ” phân khu và gán cho chúng là không gian tới việc bãi tập kếtbaochung đi lại một “khu 183 vực làm nhỏ” gồmcủa một tầng. nhóm Vật liệu các cấu kiện184đang trong khi thikhu thi công, côngvực phần dự thô vận tư trữ vật chuyển khuxuống Hình 4. Phương pháp xác định đường đi bằng cần trụccủa theo hướng Hình 4. Phương pháp xác định đường đi của người chung, không185 gian di chuyển công nhântừtừtrên của ngườiđi bộđitrên bộ mặt trênbằng mặt bằng thi công thi công tới cấunên vực vật tư 186 kiện, không không cầngianđường.các thiết bị như ván khuôn .Phương giàn giáo, 187 . . 3) Khôngpháp này giantuycònđơn lại giản trongnhưng đảmkhu các phân bảo thi sự tách côngbiệt ngoại giữa trừđường các khuđi và vựccáclàm việc nhỏ sẽ 188đượckhuđánh vựcdấu làmlàviệcđườngmột đi cáchtạmtốithời. đa, dễ dàng thực Đường đi tạm hiện yêunày thời cầuphục về sựvụ gọnchogàng cáccủa mục công đích: công nhân,189 giámtrường theo tiêu chuẩn trên thế giới. Phương pháp quy gọn tuyến đường này thực sự sát di chuyển từ lối lên tầng tới từng “khu vực làm việc nhỏ”, từ “khu vực làm việc nhỏ” này tới190“khuphátvựchuy làmhiệuviệcquảnhỏ” khikhác, côngphần thi công nhânthô đẩycủa xecông cút kít chở Phương trình. rác thải pháptừ từng này“khu đượcvựctóm làm việc nhỏ” 191tới bãigọn tập lại kếttrong chung lưu đồ hình 4 và hình minh họa tổ chức không gian thi công trên mặtcần của tầng. Vật liệu trong khi thi công phần thô vận chuyển bằng trục theo hướng 192 từ bằngtrêncông xuống trìnhnênở không hình 5.cần Dựa đường. trên phương pháp này chúng tôi đã xây dựng nên 193 chương trình Safepath2020. 148
  6. Loan, N. T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Phương pháp này tuy đơn giản nhưng đảm bảo sự tách biệt giữa đường đi và các khu vực làm việc một cách tối đa, dễ dàng thực hiện yêu cầu về sự gọn gàng của công trường theo tiêu chuẩn trên thế giới. Phương pháp quy gọn tuyến đường này thực sự phát huy hiệu quả khi thi công phần thô của công trình. Phương pháp này được tóm gọn lại trong lưu đồ Hình 4 và hình minh họa tổ chức không gian Tạptrên thi công chí Khoa học Công mặt bằng côngnghệ Xây trình ở dựng, Hình NUCE 5. Dựa2020 p-ISSN trên phương 2615-9058; pháp e-ISSN này chúng tôi 2734-9489 đã xây dựng nên chương trình Safepath2020. 194 195 Hình 5. Tổ chức không gian thi công kết cấu đứng trên mặt bằng tầng để đảm bảo Hình 5. 196 lốiTổđichức cho không ngườigian thi(các đi bộ côngkhối kết cấu màuđứng đentrên mặt vực là khu bằngvật tầngtư,đểcác đảmđường bảo lốinét đi đứt cho người đi bộ (các thể hiện khối màu đen là khu vực vật tư, các đường nét đứt thể hiện đường bao khu vực thi công nhỏ) 197 đường bao khu vực thi công nhỏ) 198 3. Xây dựng chương trình tự động xác định đường đi tạm thời 199 3. Xây dựng Giới hạn phạm chương trìnhvitựápđộng dụngxáccủađịnhchương đường trình đilàtạm công trình nhà cao tầng, giai đoạn thời 200 thi công phần thân, phương pháp tổ chức thi công dây chuyền. Trên thực tế, có 3 Giới hạn phạm vi áp dụng của chương trình là công trình nhà cao tầng, giai đoạn thi công phần thân, phương 201 phương pháppháp tổ tổchức chứcthithicông côngdâytrên công Trên chuyền. trường: thựcphương tế, có 3pháp phươngtuần tự, tổ pháp phương pháp chức thi công trên 202 song song và phương pháp dây chuyền. Khi tổ chức thi công công trường: phương pháp tuần tự, phương pháp song song và phương pháp dây chuyền. Khi theo phương pháp tuầntổ chức 203 tự, trên thi công theotoàn phươngbộ mặt phápbằng tuầnsẽtự,chỉ thực trên toànhiện bộ một mặt dạngbằng công sẽ chỉtác vàohiện thực mộtmột thờidạng điểmcông (điềutác vào 204 này điểm một thời có thể thấy (điều nàytrong có thểgiai thấyđoạn trongthigiai công đoạnphần ngầm). thi công phầnKhi tổ chức ngầm). Khi tổthichức côngthitheo công theo phương 205 phương pháp song song, trong cùng một khu vực sẽ tiến hành nhiều công tác cùng pháp song song, trong cùng một khu vực sẽ tiến hành nhiều công tác cùng một lúc (ví dụ ở ngoàimột 206 lắp lúc kính,(víbên dụtrong trát,lắp ở ngoài ốp,kính, lát, . bên . . ), điều trongnàytrát,thường thấy trong ốp, lát…), giai thường điều này đoạn thithấy côngtrong phần hoàn thiện. Khi tổ chức thi công theo phương pháp song song phải giải quyết được bài toán xung đột không 207 giai đoạn thi công phần hoàn thiện. Khi tổ chức thi công theo phương pháp song song gian thi công. Giai đoạn thi công phần thân thô công trình, mặt bằng rộng rãi, công việc có tính lặp 208 phải giải quyết được bài toán xung đột không gian thi công. Giai đoạn thi công phần lại cao, tổ chức thi công theo dây chuyền sẽ tránh sự chồng chéo trong thi công, đảm bảo năng suất và anthân 209 toàn thô trongcông lao trình, động. mặt Phươngbằngpháp rộngtổrãi,chứccông dây việc chuyền có là tính phùlặp lạitrong hợp cao, giai tổ chức đoạnthi thicông công phần 210 theo dây chuyền sẽ tránh sự chồng chéo trong thi công, đảm bảo năng thân. Do giới hạn phạm vi như đã nêu trên, chương trình được xây dựng dựa trên giả thiết công trình suất và an toàn 211 trong sử dụng lao động. phương phápPhương tổ chức pháp tổ chức thi công dây chuyền dây chuyền, là phù gian các không hợp thi trong giaicủa công đoạn cácthi công công tác khác nhau phần 212 thân. trên mặt Do tầng bằng giới không hạn phạm xungviđột. như đã nêu trên, chương trình được xây dựng dựa trên 213 giả thiết công trình sử dụng phương pháp tổ chức thi công dây chuyền, các không gian 3.1. Tính năng của chương trình 214 thi công của các công tác khác nhau trên mặt bằng tầng không xung đột. Mục tiêu chính của chương trình là xác định được các đường bao của các khu vực thi công nhỏ (là 215 3.1.đứt đường nét Tính năng trong của5).chương Hình Khôngtrình gian nằm trong đường bao là không gian người lao động không nên đi vào. Để thiết lập được đường bao trình 216 Mục tiêu chính của chương là xác này, trước định tiên đượctrình chương các cần đường khởibao tạo của các các khugian thi không công vực 217 thi công và không giannhỏ an (là toànđường xung nét đứtkết quanh trong cấu.hình 5). Không Không gian thigian côngnằm trong xung đường quanh baocấu các kết là đứng 218 ở đâykhông gian người lao động không nên đi vào. Để thiết lập được đường bao này, trước biên được định nghĩa là không gian men theo biên kết cấu, đường biên của không gian sẽ cách 219 tiên chương trình cần khởi tạo các không149 gian thi công và không gian an toàn xung 220 quanh kết cấu. Không gian thi công xung quanh các kết cấu đứng ở đây được định 221 nghĩa là không gian men theo biên kết cấu, đường biên của không gian sẽ cách biên 222 của kết cấu một khoảng để đảm bảo cho các thao tác thi công và các phương tiện hỗ
  7. Loan, N. T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng của kết cấu một khoảng để đảm bảo cho các thao tác thi công và các phương tiện hỗ trợ (ví dụ: dàn giáo). Không gian an toàn là không gian liền kề không gian thi công và biên của không gian an toàn Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2020 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 cũng cách biên của không gian thi công một khoảng đảm bảo an toàn. Khoảng cách giữa biên của không gian thi công 223 và biên của kết cấu cũng như khoảng cách giữa biên của không gian thi công và trợ (ví dụ: dàn giáo). Không gian an toàn là không gian liền kề không gian thi công và không gian an toàn 224 do người biên của khôngdùng gian anlựa toànchọn. cũng cáchSaubiênđó, ngườigiandùng của không thi côngsẽmộtđược phép khoảng đảm xác định vị trí, kích thước của khu vực225 vậtbảo tư, an toàn. khoảngKhoảngcáchcách giữa biên của từ biên không khu vựcgianvật thi công tư tớivà biên biêncủakhôngkết cấu cũng gian an toàn quanh khu như khoảng cách giữa biên của không gian thi công và không gian an toàn do người vực vật tư. Cuối226cùng, người dùng nhóm các đối tượng để tạo thành các khu vực thi công nhỏ. 227 dùng lựa chọn. Sau đó, người dùng sẽ được phép xác định vị trí, kích thước của khu Khu vực thi228công vực vật tư,được nhỏ khoảngkhởi cách từtạo biêntừkhusựvựclựa vật tưchọn của tới biên người không gian andùng khi khu toàn quanh lựa chọn các cấu kiện thi công thuộc vào 229 cùng vực vậtmột khucùng, tư. Cuối vựcngườithi dùng côngnhóm nhỏ.cácNói cáchđểkhác đối tượng tạo thành nếucácngười khu vựcdùng thi chọn 4 cột để tạo thành một khu vực230 thicôngcông nhỏ. nhỏ thay vì 6 cột thì khu vực thi công nhỏ khởi tạo ra sẽ chỉ bao quanh 4 231 Khu vực thi công nhỏ được khởi tạo từ sự lựa chọn của người dùng khi lựa chọn cột mà họ chọn.232Điều kiện ở đây là các cấu kiện phải nằm trong cùng một phân khu và liền kề nhau. các cấu kiện thi công thuộc vào cùng một khu vực thi công nhỏ. Nói cách khác nếu Cách khởi tạo khu233 vựcngười thi công dùng chọn nhỏ 4 cột để nàytạo mô thànhphỏng hoạt một khu vực thi động công nhỏtổthay chức thithìcông vì 6 cột trong thực tế: vào đầu khu vực ca, cần trục sẽ 234 cẩu vậtthi công liệunhỏxuống khởi tạocác ra sẽ vị chỉ trí bao quanh đã dự4 cột mà trước tính họ chọn.trên Điều kiệnmặtở đâybằng,là cáccông cấu nhân sẽ di chuyển vị tríkiện để lấy vật tư từ 235 236 đặtphải vậtnằmtư trong gần cùng mình một phân khu và liền kề nhau. Cách khởi tạo khu vực thi nhất và quay trở lại vị trí thi công. Do đó, công tác thi công công nhỏ này mô phỏng hoạt động tổ chức thi công trong thực tế: vào đầu ca, cần trục cũng như việc đi 237lại sẽ trong cẩu vậtkhu vực thi liệu xuống công các vị trí đã nhỏ dự tínhnày trướchết trênsức khẩncông mặt bằng, trương, nhân sẽ tấp nập nhưng mặt khác lại di chuyển gói gọn trong khu để lấykhông 238 vực, vật tư từliên vị trí quan đặt vật nhiều tư gần mình đếnnhấtbên và ngoài quay trở và lại vị nên trí thi hạn công. chế Do người đó, không có nhiệm 239 công tác thi công cũng như việc đi lại trong khu vực thi công nhỏ này hết sức khẩn vụ xâm nhập vào. 240 trương, tấp nập nhưng mặt khác lại gói gọn trong khu vực, không liên quan nhiều đến Sau khi nhập241 đủbênthông ngoài vàtin, nênchương hạn chế người trình khởi không tạo các có nhiệm vụ xâm đường nhập vào.biên không gian an toàn quanh cấu kiện và đường biên 242 không Sau khi nhập đủ thông tin, chương trình khởi tạo các đường xung gian an toàn quanh vật tư, vẽ đường bao biên khôngquanh khu vực thi công nhỏ. gian an 243 toàn quanh cấu kiện và đường biên không gian an toàn quanh Đặc biệt, các đường bao này sẽ xuất hiện phù hợp với tiến độ thi công do tại mỗi một thời điểm thi vật tư, vẽ đường bao 244 xung quanh khu vực thi công nhỏ. Đặc biệt, các đường bao này sẽ xuất hiện phù hợp công, các đường245biênvớicủa không gian an toàn quanh cấu kiện và đường biên không gian an toàn quanh tiến độ thi công do tại mỗi một thời điểm thi công, các đường biên của không gian vật tư sẽ thay đổi 246 theo công an toàn quanhtáccấu đang kiện được và đường thực biên hiện. Nhưanvậy, không gian các không toàn quanh vật tư sẽ gian an toàn để đi bộ cũng thay đổi 247 6 thay đổi theo. Hình theo minhcông họa tác đang chođược thực hiện. ý tưởng củaNhưchương vậy, các không trình.gian an toàn để đi bộ cũng 248 thay đổi theo. Hình 6 minh họa cho ý tưởng của chương trình. 249 250 Hình 6. Sự hình thành các không gian thi công, không gian an toàn xung quanh Hình 6. Sự hình thành các không gian thi công, không gian an toàn xung quanh cấu kiện và hình thành đường bao của khu vực thi công nhỏ (phần gạch 9chéo chính là không gian an toàn để đi bộ) 3.2. Cấu trúc chương trình Để thực hiện ý tưởng trên, chúng tôi đã xây dựng một chương trình mang tên Safepath2020. Chương trình gồm 3 mô-đun, được lập bằng ngôn ngữ C# sử dụng « bộ khung » WPF của Visual Studio. Mô đun 1 thực hiện nhiệm vụ đọc thông tin từ file .*IFC. Mô đun 2 lọc thông tin từ file .*IFC. Mô đun 3 chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu và hiển thị kết quả. Cấu trúc tổng quát của chương trình được thể hiện ở Hình 7. a. Mô đun 1 - Đọc dữ liệu file .*IFC Để đọc dữ liệu file *.IFC của công trình, nhóm nghiên cứu đã thiết lập mô đun 1 bằng cách dùng mã nguồn XbimEssentials [20]. XbimEssentials là một thành phần nền tảng của Xbim, là một bộ 150
  8. 254 Để thực hiện ý tưởng trên, chúng tôi đã xây dựng một chương trình mang tên 255 Safepath2020. Chương trình gồm 3 mô-đun, được lập bằng ngôn ngữ C# sử dụng « bộ 256 khung » WPF của Visual Studio. Mô đun 1 thực hiện nhiệm vụ đọc thông tin từ file 257 .*IFC. Mô đun 2 lọc thông tin từ file .*IFC. Mô đun 3 chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu 258 và hiển thị kết quả.N.Cấu Loan, trúcvàtổng T. P., cs. /quát Tạp của chương chí Khoa trình học được Công thểXây nghệ hiệndựng ở hình 7. 259 Safepath2020 Module 3: Xử lý dữ liệu Module 1: Đọc dữ liệu file .*IFC Module 2: Lọc thông tin từ file .*IFC và hiển thị kết quả 260 261 Hình 7. Cấu trúc chương trình Safepath2020 3.2.1 Mô đun 1-Hình 262 7. liệu Đọc dữ Cấufile trúc chương trình Safepath2020 .*IFC 263 Để đọc dữ liệu file *.IFC của công trình, nhóm nghiên cứu đã thiết lập mô đun 1 264 bằng cách dùng mã nguồn XbimEssentials [20]. XbimEssentials là một thành phần công cụ ứng dụng cho mô hình thông tin công trình (BIM) trên nền tảng .NET. Nó là một thư viện 265 nền tảng của Xbim, là một bộ công cụ ứng dụng cho mô hình thông tin công trình cho phép 266 nhà phát triển dễ dàng xây dựng phần mềm để đọc và ghi, truy vấn dữ liệu từ định dạng (BIM) trên nền tảng .NET. Nó là một thư viện cho phép nhà phát triển dễ dàng xây BuildingSmart 267 IFC.phần mềm để đọc và ghi, truy vấn dữ liệu từ định dạng BuildingSmart IFC. dựng b. Mô đun 2682 - Lọc 3.2.2. Mô đun thông tin từ 2 - file Lọc thông .*IFCtin từ file .*IFC 269 Sau khi đã có được dữ liệu thông tin các đối tượng từ file .*IFC, chương trình Sau khi 270 đã tiến có được hành lấy dữ liệu thôngthông tin danhtin các mục đối tiếntượngđộ cáctừ công file .*IFC, tác thi chương công từ trìnhlớp tiến hành lấy thông tin 271 danh IFCRelAssignsTasks. mục tiến độ các công tác thi công từ lớp IFCRelAssignsTasks. Từ đó, ta sẽ có được hai phần dữ liệu chính: một là ngày bắt đầu Từ đó, ta sẽ có được hai phần dữ 272 liệuvà ngày kết thúc của từng công tác, hai là các cấu kiện thuộc công tác đó (ví dụ cột – là các cấu kiện chính: một là ngày bắt đầu và ngày kết thúc của từng công tác, hai thuộc công273tác IfcColum, đó (ví dụ vách cột – –IfcColum, IfcWall, các váchthành – IfcWall, phần đặc biệt như các thành phầnvánđặckhuôn biệt như – ván khuôn – 274 IfcBuildingElementProxy). IfcBuildingElementProxy). Đối với các Đốiđối vớitượng các đốilàtượng các là cáckiện, cấu cấu kiện,ta sẽtalấy sẽ lấy thôngtin thông tinhình học từ các 275 như lớp điển hình hìnhbề họcmặt từ các cấulớpkiện điển–hình như bề mặt cấu kiện IfcFacetedBrep, – IfcFacetedBrep, đường bao của cấu đường kiện –bao của IfcPolyLoop, và các điểm IfcCartersianPoint - tọa độ điểm nút của đối tượng IfcPolyLoop trong hệ tọađối 276 cấu kiện – IfcPolyLoop, và các điểm IfcCartersianPoint - tọa độ điểm nút của độ Đề - các. Cấu 277 tượng IfcPolyLoop trong hệ tọa độ Đề - các. Cấu trúc mô đun 2 được mô tả ở hình 8. trúc mô đun 2 được mô tả ở Hình 8. 278 3.2.3. Mô đun 3 – Xử lý dữ liệu và hiển thị kết quả 279 Mô đun này nhằm mục đích xử lý dữ liệu file .*IFC thu được từ mô đun 2 và dữ 280 liệu khai báo không gian thi công, không gian an toàn, không gian vật tư của người Danh mục tiến độ các công tác thi công 281 dùng để cho ra kết quả cuối cùng. Sơ đồ cấu trúc mô đun RelatingProcess 3 RelatingObjects được thể hiện trong hình 9. Module 2: Lọc thông tin từ file.*IFC Thông tin của từng công tác thi công Các đối tượng thuộc công tác 282 Để bổ sung thông tin đầu vào cho phần xử lý dữ liệu, chương trình yêu cầu người tương ứng 283 dùng khai báo các thông số không ID gian làm việc cho từng công IfcColumn tác (bao gồm: khoảng IfcWall Lấy thuộc tính hình học của đối tượng Công tác 1 284 cách không gian làm việc, khoảng cách không gian an toàn), khai báo không gian dự Công tác 2 Tên công việc IfcSlab ... IfcFacetedBrep IfcPolyLoop Công tác 3 Ngày bắt đầu 10 IfcBuildingElementProxy IfcCartesianPoint Ngày kết thúc ... 323 324 Hình 8. Cấu trúc mô đun 2 Hình 8. Cấu trúc mô đun 2 c. Mô đun 3 - Xử lý dữ liệu và hiển thị kết quả Mô đun này nhằm mục đích xử lý dữ liệu file .*IFC thu được từ mô đun 2 và dữ liệu khai báo không gian thi công, không gian an toàn, không gian vật tư của người dùng để cho ra kết quả cuối cùng. Sơ đồ cấu trúc mô đun 3 được thể hiện trong Hình 9. Để bổ sung thông tin đầu vào cho phần xử lý dữ liệu, chương trình yêu cầu người dùng khai báo các thông số không gian làm việc cho từng công tác (bao gồm: khoảng cách không gian làm việc, khoảng cách không gian an toàn), khai báo không gian dự trữ vật tư (bao gồm tên không gian vật tư, ID phân khu, ID công tác mà nó thuộc vào, không gian đặt vật tư). Sau đó, người dùng được yêu cầu lựa chọn các đối tượng thuộc cùng một khu vực thi công công nhỏ. Chương trình nhóm các đối tượng 11 thuộc cùng khu vực thi công nhỏ mà người dùng đã khai báo. Chương trình khởi tạo không gian làm việc và không gian an toàn cho từng cấu kiện, khởi tạo không gian an toàn xung quanh vật tư. Việc khởi tạo không gian sẽ tiến hành cho từng công tác (từng IfcRelAssignsTask) theo trình tự: 1) xác 151
  9. Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2020 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 Loan, N. T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Khai báo các cấu kiện, vật tư cùng khu vực Module 3: Xử lý dữ liệu và hiển thị kết Khai báo thông số không gian làm Khai báo không gian dự trữ vật tư việc cho từng công tác thi công nhỏ Gộp danh sách các đối tượng theo lựa chọn người dùng ID công tác Cấu kiện 1 Tên Wall 1 Cấu kiện 2 Khoảng cách không gian làm việc quả ID Phân khu làm việc Slab 2 Cấu kiện 3 Khoảng cách an toàn khi làm việc Column 3 Cấu kiện 4 Đường bao đặt vật tư Vật tư 1 ID Nhóm khu vực thi công nhỏ Gán ID khu vực thi công nhỏ cho các đối tượng Khu vực an toàn giành cho người đi bộ Khởi tạo các khu vực thi công nhỏ Khởi tạo không gian làm việc & không gian an toàn cho từng cấu kiện theo công tác thi công Đường bao không gian làm việc Danh sách đường biên của khu vực thi công nhỏ Danh sách đường bao không gian an toàn của các đối tượng Polyline Cấu kiện Danh sách Polyline Danh sách Polyline Đường bao không gian an toàn Công tác Polyline Thuật toán Shamos-Hoey (tìm giao giữa các Polyline) Thuật toán tìm bao lồi Đường bao không gian làm việc Polyline Khu vực an toàn giành cho người đi bộ Đường biên của Khu vực thi công nhỏ Vật tư Polyline Polyline Đường bao không gian an toàn Polyline 325 326 Hình 9. Cấu trúc mô đun 3 Hình 9. Cấu trúc mô đun 3 12 định các cấu kiện liên quan đến công tác, 2) khởi tạo không gian làm việc và các không gian an toàn dưới dạng các đường polyline kín từ các thông tin liên quan (thông tin hình học của cấu kiện, khai báo thông số không gian của người dùng), 3) gán thông tin tiến độ của công tác cho các không gian này. Từ dữ liệu đầu vào là những đường biên của các không gian an toàn, tiếp đó chương trình sử dụng thuật toán bao lồi chuỗi đơn điệu của Andrew [21] để xác định khu vực thi công nhỏ. Bài toán tìm bao lồi là một bài toán trong giải thuật hình học điện toán. Bao lồi của một tập hợp Q gồm các điểm là đa giác lồi nhỏ nhất P mà mỗi điểm trong Q nằm trên biên của P hoặc trong phần trong của nó. Khi sử dụng thuật toán bao lồi trong chương trình, thuật toán sẽ lấy đầu vào là các điểm đỉnh của các polyline biểu diễn đường biên không gian an toàn cho từng cấu kiện, đường biên không gian an toàn cho vật tư, sau đó tìm đa giác lồi nhỏ nhất bao xung quanh tất cả các điểm này. Đầu ra của thuật toán là đường polyline nối các đỉnh của bao lồi, chính là đường bao của khu vực thi công nhỏ chứa các cấu kiện và vật tư mà người dùng đã chọn. Có nhiều thuật toán để tìm bao lồi, trong đó thuật toán của Andrew là một trong những thuật toán cho kết quả nhanh nhất và dễ viết chương trình nhất. Thuật toán này xây dựng bao lồi của một tập hợp các điểm 2 chiều sau O(nlogn) lần. Cuối cùng chương trình sẽ tìm ra khu vực an toàn cho người đi bộ trên mặt sàn bằng cách tìm giao giữa mặt bằng sàn và đường biên các khu vực thi công nhỏ, thao tác này sử dụng thuật toán Shamos – Hoey [22]. Nếu chỉ dừng lại ở bước sử dụng thuật toán Andrew, đường bao của các khu vực thi công sẽ chứa cả các lỗ hổng trên mặt sàn do đó phải tìm giao giữa các đường bao lồi (kết quả của thuật toán Andrew) và mặt sàn. Thuật toán Shamos – Hoey là thuật toán được sử dụng trong trường hợp một ứng dụng cần tìm tập hợp các điểm giao nhau cho một tập hợp nhiều đoạn thẳng. 152
  10. Loan, N. T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng 3.3. Giao diện chương trình Giao diện chính của chương trình gồm có 1 khung nhìn 3D cho phép quan sát mô hình 3D của công trình, một bảng chứa tiến độ của các công tác dạng Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2020 Gantt chart cho phép người dùng lựa chọn p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 thời điểm thi công để xem kết quả tương ứng. Trên cùng là menu bao gồm các phần: “File” để mở file .*IFC, “Khai báo” cho phép khai báo, “ Thực hiện” để xử lý dữ liệu và cho ra kết quả. 327 4. Đánh giá chương trình 4. 328 Đánh giá chương Để đánhtrình giá hiệu quả của chương trình, chúng tôi đã thử nghiệm với mô hình 329 4D của một công trình bê tông cốt thép. Kết cấu công trình gồm 3 nhịp, 12 bước. Nhịp Để đánh giá hiệu quả của chương trình, chúng tôi đã thử nghiệm với mô hình 4D của một công 330 và bước nhà đều bằng 8,2 m. Kích thước tiết diện các cột là 600 mm x 900 mm, có 4 trình bê tông cốt thép. Kết cấu công trình gồm 3 nhịp, 12 bước. Nhịp và bước nhà đều bằng 8,2 m. 331 lõi thang máy phân bố ở hai bên, chiều dày vách thang máy là 250 mm. Mặt bằng thi Kích thước tiết diện các cột là 600 mm × 900 mm, có 4 lõi thang máy phân bố ở hai bên, chiều dày 332 công được chia làm 3 phân khu. Tiến độ được lập trong giai đoạn thi công kết cấu vách thang máy là 250 mm. Mặt bằng thi công được chia làm 3 phân khu. Tiến độ được lập trong giai 333 đứng của công trình ở tầng 2, bao gồm các công tác : cốt thép, ván khuôn, bê tông cột đoạn thi công kết cấu đứng của công trình ở tầng 2, bao gồm các công tác: cốt thép, ván khuôn, bê 334 vách. Tiến độ được tổ chức theo phương pháp dây chuyền. Mô hình 3D của công trình tông cột vách. Tiến độ được tổ chức theo phương pháp dây chuyền. Mô hình 3D của công trình được 335 được lập bằng phần mềm Revit và tiến độ thi công được lập bằng Microsoft Project. lập bằng phần mềm Revit và tiến độ thi công được lập bằng Microsoft Project. Mô hình 3D và tiến độ 336 Mô hình 3D và tiến độ sau đó được nhập vào phần mềm Synchro4D để thiết lập mô sau đó được nhập vào phần mềm Synchro4D để thiết lập mô hình 4D-BIM (xem Hình 10). 337 hình 4D-BIM (xem hình 10). 338 339 Hình 10. Mô hình 4D của công trình lập bằng Synchro4D Hình 10. Mô hình 4D của công trình lập bằng Synchro4D 340 Mô hình 4D được xuất thành file .*IFC. Sau khi nhập file .*IFC vào phần 341 mềm Safepath2020, nhập các số liệu yêu cầu như ở phần phát triển mô hình đã nói. Mô hình 4D được xuất thành file .*IFC. Sau khi nhập file .*IFC vào phần mềm Safepath2020, 342 Với công tác cốt thép cột/ vách, khoảng cách từ mép cột/vách tới biên không gian thi nhập các số liệu yêu cầu như ở phần phát triển mô hình đã nói. Với công tác cốt thép cột/vách, khoảng 343 công được xác định là bề rộng của giáo công tác cố định (1,2m) cộng thêm 0,1 m cách từ mép cột/vách tới biên không gian thi công được xác định là bề rộng của giáo công tác cố định 344 khoảng cách từ biên cột, kết quả là 1,3 m. Với công tác ván khuôn cột/vách chúng tôi (1,2 m) cộng thêm 0,1 m khoảng cách từ biên cột, kết quả là 1,3 m. Với công tác ván khuôn cột/vách 345 lấy khoảng cách từ mép cột/vách tới biên không gian thi công tương ứng với khoảng chúng tôi lấy khoảng cách từ mép cột/vách tới biên không gian thi công tương ứng với khoảng cách từ 346 cách từ mép cột/vách tới điểm tựa của cột chống ván khuôn trên mặt sàn. Cột chống mép cột/vách tới điểm tựa của cột chống ván khuôn trên mặt sàn. Cột chống được giả thiết là chống 347 được giả thiết là chống từ vị trí cao khoảng 3 m so với mặt sàn (giả thiết này phù hợp từ vị trí cao khoảng 3 m so với mặt sàn (giả thiết này phù hợp với công trình có chiều cao thông thủy 348 với công trình có chiều cao thông thủy là 3,6 m như công trình được xem xét ở đây). là 3,6 m như công trình được xem xét ở đây). Góc nghiêng của cột chống so với mặt sàn là 60°. Do 349 Góc nghiêng của cột chống so với mặt sàn là 60o. Do đó, khoảng cách này có thể tính đó, khoảng cách này có thể tính ra được là ≈ 1,7 m. Công tác bê tông cột/vách lấy giống công tác ván 350 ra được là ≈1,7 m. Công tác bê tông cột/ vách lấy giống công tác ván khuôn cột/ vách. khuôn cột/vách. Kích thước Kích 351 thước không giankhông vật tưgian lấy vật bằngtư 1,5 lấy bằng m × 1,5 6 mmdox chiều 6 m dodài chiều củadài cốtcủa cốtvà thép thép ván khuôn để thi công kết cấu đứng thường nằm trong khoảng dưới 6 m, bề rộng vật tư trên sàn nên hạn chế dưới 1,5 m để tiết kiệm không gian. Khi thi công đổ bê tông 13 cột vách thì không còn vật tư trên mặt sàn. Các thông 153
  11. Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2020 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 352 và ván khuôn để thi công kết cấu đứng thường nằm trong khoảng dưới 6m, bề rộng 353 vật tư trên sàn nên hạn chế dưới 1,5 m để tiết kiệm không gian. Khi thi công đổ bê 354 tông cột vách thì N. Loan, không T. P.,còn vật /tư và cs. trên Tạp chímặt sàn. Khoa họcCác thông Công số Xây nghệ đầu dựng vào người dùng 355 nhập cho mô hình được tóm tắt trong bảng 2. Kết quả là khi di chuyển vị trí con trỏ số đầu vào356 ngườitrêndùng nhập biểu đồ tiến cho mô sẽhình độ Gantt được cho ra hình tóm tắt đường ảnh của trongbao Bảng 2. Kết khu vực quả nhỏ thi công là khi như di chuyển vị trí con trỏ trên 357biểu đồ hình trong tiến 11. độ Gantt sẽ cho ra hình ảnh của đường bao khu vực thi công nhỏ như trong Hình 11. 358 Bảng 2. Thông số đầu vào cho mô hình thử nghiệm Công tác BảngKhoảng 2. Thôngcáchsố đầu Khoảng cáchmô hình vào cho Kíchthử thước nghiệmKhoảng cách không gian làm không gian an không gian vật an toàn không việc (m) Khoảng cách không gian toànkhông Khoảng cách (m) gian Kích tư (m) giangian thước không vật tư (m) Khoảng cách an toàn Công tác làm việc Cốt thép cột (m) 1,3 an toàn (m) 0,3 vật 1,5 x 6 tư (m) 0,5 không gian vật tư (m) Cốt thép cột Ván khuôn1,3 cột 1,7 0,30,3 1,3 x 6 1,5 × 6 0,5 0,5 Ván khuôn cột 1,7 0,3 1,3 × 6 0,5 Bê tông cột Bê tông cột 1,7 1,7 0,30,3 Không Không 0 0 359 360 361 362 Hình 11. Kết quả của phần mềm tương ứng với thời gian tiến độ Hình 11. Kết quả của phần mềm tương ứng với thời gian tiến độ 363 5. Kết luận 364 Bài báo đã giới thiệu một chương trình mới mang tên Safepath2020. Chương 5. Kết luận 365 trình sử dụng đầu vào là file .*IFC chứa thông tin mô hình 4D của công trình, các khai 366 báo của người dùng; kết quả đầu ra là các không gian an toàn cho người đi bộ trên mặt Bài báo 367 đã giới thiệu một chương trình mới mang tên Safepath2020. Chương trình sử dụng đầu bằng tầng thay đổi theo tiến độ. Chương trình giúp người lập kế hoạch thi công có cái vào là file 368 .*IFCnhìn chứatrựcthông quan tin hơn mô hình và rút ngắn4Dđược củathời cônggiantrình, trong các việc khai vạch báo tuyếncủa người đường dùng; kết quả đầu đi tạm ra là các không gian an toàn cho người đi bộ trên mặt bằng tầng thay đổi theo tiến độ. Chương trình 14 giúp người lập kế hoạch thi công có cái nhìn trực quan hơn và rút ngắn được thời gian trong việc vạch tuyến đường đi tạm thời trên mặt bằng thi công. Chương trình dễ dàng kết hợp với các phần mềm khác do sử dụng thông tin đầu vào là file .*IFC. Để phát triển chương trình hơn nữa cần nghiên cứu thêm về bài toán xung đột không gian trong tổ chức không gian thi công và xây dựng được thuật toán kiểm tra độ rộng của lối đi. Giới hạn phạm vi ứng dụng của chương trình là công trình nhà cao tầng, giai đoạn thi công phần thân, phương pháp tổ chức thi công dây chuyền. Nếu đem áp dụng chương trình này cho phương pháp tổ chức tuần tự thì sẽ ra kết quả vẫn hợp lý với thực tế. Nếu muốn áp dụng chương trình này cho phương pháp tổ chức song song thì phải giải quyết một bài toán phức tạp hơn trước đó: xung đột không gian thi công. Để đảm bảo tổ chức đường đi tạm thời hợp lý, nhiệm vụ tiếp theo khi phát triển phần mềm là phải lập được thuật toán kiểm tra được độ rộng của không gian đi lại. Đây cũng là hướng nghiên cứu trong tương lai của chúng tôi. Thực tế, khi phát triển được module “xác định độ rộng của không gian đi lại”, phần mềm sẽ kiểm tra được độ rộng, hẹp của các không gian mà hiện tại đang coi là an toàn cho 154
  12. Loan, N. T. P., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng người đi bộ. Lúc này, người sử dụng sẽ xác định được chính xác không gian đó có thể đặt một lối đi hay không. Nếu câu trả lời là không, người sử dụng phải chọn lựa một trong 3 phương án: 1) quyết định cấm đường (nếu mọi lối đi xuyên qua phân khu đều bị cấm thì phải mở đường trên sàn thao tác ở biên công trình); 2) thu hẹp không gian thi công nếu muốn vạch tuyến tại đó; 3) sử dụng các biện pháp đảm bảo an toàn nghiêm ngặt hơn. Tài liệu tham khảo [1] Watch your step in the construction industry. Truy cập ngày 10/09/2020. [2] Roughton, J., Mercurio, J. (2002). Developing an effective safety culture: A leadership approach. Elsevier. [3] Yi, K.-J., Langford, D. (2006). Scheduling-based risk estimation and safety planning for construction projects. Journal of Construction Engineering and Management, 132(6):626–635. [4] Sacks, R., Rozenfeld, O., Rosenfeld, Y. (2009). Spatial and temporal exposure to safety hazards in con- struction. Journal of Construction Engineering and Management, 135(8):726–736. [5] Guo, S.-J. (2002). Identification and resolution of work space conflicts in building construction. Journal of Construction Engineering and Management, 128(4):287–295. [6] Kelsey, J. M., Winch, G. M., Penn, A. (2001). Understanding the project planning process: requirements capture for the virtual construction site. [7] Akinci, B., Fischer, M. (1998). Time-Space conflict analysis based on 4-D production models. Computing in Civil Engineering, ASCE, 342–353. [8] Choi, B., Lee, H.-S., Park, M., Cho, Y. K., Kim, H. (2014). Framework for work-space planning using four-dimensional BIM in construction projects. Journal of Construction Engineering and Management, 140(9):04014041. [9] Riley, D. R., Sanvido, V. E. (1997). Space planning method for multistory building construction. Journal of Construction Engineering and Management, 123(2):171–180. [10] Thabet, W. Y., Beliveau, Y. J. (1994). Modeling work space to schedule repetitive floors in multistory buildings. Journal of Construction Engineering and Management, 120(1):96–116. [11] Tommelein, I. D., Zouein, P. P. (1993). Interactive dynamic layout planning. Journal of Construction Engineering and Management, 119(2):266–287. [12] Madhavan, R., Tunstel, E., Messina, E. (2009). Performance evaluation and benchmarking of intelligent systems. Springer. [13] Kim, H., Lee, H.-S., Park, M., Chung, B., Hwang, S. (2016). Automated hazardous area identification using laborers’ actual and optimal routes. Automation in Construction, 65:21–32. [14] Secretary for State for Business, Energy and Industrial Strategy UK (2015). The construction (design and management) regulations 2015. [15] Occupational Safety Health Administration, US Dept of Labor (1993). 29 CFR part 1926 - Safety and Health Regulations for Construction. [16] Australia, Safe Work (2013). Construction work: code of practice. Australian Government-Safe Work Australia. [17] Berkeleygroup. Pedestrian access to site and access routes-Common Visual Standard 01. Truy cập ngày 12/09/2020. [18] Australia, Safe Work (2011). Managing the work environment and facilities: code of practice. Safe Work Australia. [19] Thám, N. Đ., Thanh, N. N. (2004). Lập kế hoạch, tổ chức và chỉ đạo thi công. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. [20] Lockley, S., Benghi, C., Cerny, M. (2017). Xbim. Essentials: a library for interoperable building informa- tion applications. The Journal of Open Source Software, 2(20):473. [21] Andrew, A. M. (1979). Another efficient algorithm for convex hulls in two dimensions. Information Processing Letters, 9(5):216–219. [22] Shamos, M. I., Hoey, D. (1976). Geometric intersection problems. 17th Annual Symposium on Founda- tions of Computer Science (sfcs 1976), IEEE, 208–215. 155
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2